Интеграция автоматизированных систем управления

 

Одним из основных путей повышения производительности труда и объемов производства является его автоматизация. Требования по повышению уровня организации производства, обеспечению координации деятельности всех подразделений предприятия можно удовлетворить только путем интеграции всех функций управления в единую интегрированную систему управления. В настоящее время продолжается развитие и создание автоматизированных систем управления различных типов (АСУП, ГПС, АСУ ТП, САПР и т.д.). Создаваемые интегрированные иерархические системы организационного и технологического управления предприятиями направлены на реализацию взаимного комплекса функций управления во всех сферах деятельности предприятий, вплоть до рабочего места (рис. 10).

ГОСТ 34.003-90 [18] под интегрированной автоматизированной системой (ИАСУ) подразумевает совокупность двух или более взаимосвязанных автоматизированных систем, в которых функционирование одной из них зависит от результатов функционирования другой так, что эту совокупность можно рассматривать как единую автоматизированную систему. В качестве интегрированных автоматизированных систем управления рассматриваются системы, при создании которых реализован принцип нисходящего проектирования систем, выполняющих взаимосвязанные функции компонентов, которые в результате

 

 

Рис. 10. Схема интегрированной автоматизированной системы управления предприятием

 

взаимодействия обеспечивают достижение целей управления путем принятия согласованных и координированных решений задач по всем фазам и уровням управления.

Суть нисходящего проектирования заключается на поэтапном переходе от системного анализа к локально-функциональному подходу, когда после разработки общего замысла осуществляется декомпозиция системы, отдельные части системы разрабатываются, внедряются и развиваются почти независимо друг от друга. Данный метод предполагает поэтапную разработку, начиная с модулей верхнего уровня и кончая модулями нижних уровней иерархии.

Для эффективного достижения целей ИАСУ при разработке требуется решение следующих проблем интеграции [9].

1. Проблема комплексного совершенствования управления заключается в исключении разобщенности решения отдельных задач, что приводит к тому, что из рассмотрения выпадают вопросы оптимизации решений по системе в целом.

2. Проблема декомпозиция объекта управления заключается в том, что при разделении объекта автоматизации на части, должна осуществляться эффективность автоматизации в целом и каждой части в отдельности с соблюдением их интеграции.

3. Проблема межуровневой и внутри уровневой интеграции заключается в установлении рациональных способов организации взаимосвязи и взаимодействия различных уровней управления, в том числе АСУП, САПР, ОАСУ и др.

4. Проблема совместимости заключается в разработке внутренне совместимых компонентов технического, программного, информационного обеспечения ИАСУ, внешне совместимых с автоматизированными системами верхних (нижних) уровней управления.

5. Проблема адаптивности заключается в обеспечении возможности приспосабливания в условиях меняющихся целей, структуры организации, форм и методов управления и других внешних и внутренних условий. Согласно требований ГОСТ 24.104-85 [15] адаптивность АСУ должна быть достаточной для достижения установленных целей ее функционирования в заданном диапазоне изменений условий применения.

Решение данных проблем предполагает осуществить основные концепции интегрированной автоматизированной системы управления, которые включают интеграцию по [9]:

- фазам жизненного цикла продукции;

- уровням иерархии системы управления;

- способам агрегирования алгоритмов однотипных задач, концентрации информационных ресурсов с целью эффективного использования возможностей автоматизированной системы (табл. 2).

Таблица 2.

Основные концепции ИАСУ [9]

Наименование	Сущность	Область применения
Интеграция по фазам жизненного цикла	Выделяются подсистемы – компоненты ИАСУ, обеспечивающие управление отдельными фазами жизненного цикла (исследование, разработка, подготовка производства, поставка, эксплуатация, вывод из эксплуатации); обеспечивается их совместимость и взаимодействие в целях получения максимального эффекта.	Производственные системы, ориентиро-ванные на массовый и серийный выпуск продукции с длительным использованием в различных сферах деятельности
Интеграция по уровням иерархии системы управления	Сложный объект разделяется на несколько более простых, соподчиненных вышестоящему соответствующей системой управления. Координация и управление осуществляется сверху вниз, учет состояния снизу вверх.	Сложные производст-венные системы, в составе которых выделяются участки, цехи, производства, предприятия, объединения, отрасли
Интеграция по периодичности решения комплексов задач	В основу декомпозиции положены фазы и периодичность процесса обработка данных с целью обеспечения максимальной обработки данных.	Сложные системы обработки данных в составе ИАСУ
Интеграция по способам агрегирования алгоритмов решения комплексов задач	Выделяются наборы данных, обработка которых осуществляется в соответствии с однотипными алгоритмами	Часто перестраиваемые производственной системы с переменной структурой производственного процесса
Интеграция компонентов автоматизиро-ванной части системы управления	В составе автоматизированной части в зависимости от функций автоматизации могут выделяться функциональные подсистемы управления (ТПП, ОУП и т.д.).	Производственные системы с высоким уровнем автоматизации управления

 

Суть интегрированной автоматизированной информационной системы управления состоит в том, что создаваемая система должна обеспечить взаимосвязь автоматизированных информационных систем управления различных уровней, на единой информационной, организационной, математической основе. Многоуровневость и интегративность информационной системы вытекает из самой сущности системы управления, ее структурной многоуровневости и информационной взаимосвязанности структур управления. Арефеьев и другие [8] различают горизонтальную и вертикальную интеграцию автоматизированных систем управления. Они к основным принципам интеграции АИС относят:

- иерархическое построение системы с выделением уровней;

- единство централизованного банка данных с совокупностью локальных информационных баз;

- единство формирования исходной информации и многократного ее использования;

- интегрирование информации по запросам на всех уровнях организационной структуры.

Для обеспечения работоспособности интегрированных автоматизированных систем управления используются средства коммуникации, которые служат основой для создания разнообразных сетевых вариантов автоматизированных информационных систем управления.

В ИАСУ внутренняя связь между объектами системы управления осуществляется, как правило, с использованием автоматизированных рабочих мест (АРМ). Взаимосвязь осуществляется также с внешней системой. Соответственно, при проектировании системы информационного обеспечения управления должны учитываться взаимное обеспечение информационных потребностей для управления всех уровней. То есть, при проектировании информационной системы на уровне предприятия должны учитываться потребности в информационном обеспечении высших уровней управления и, наоборот, при проектировании систем управления высших уровней должны учитываться информационные потребности низших уровней управления.

При создании ИАСУ должно быть обеспечено рациональное сочетание различных видов интеграции:

- функциональной, обеспечивающей согласованное выполнение производственно-технологических и организационно-экономических функций управления взаимосвязанными функциями. Обеспечивает единство целей и согласованность всех компонентов. Устанавливает для каждого компонента критерии эффективности, модели функционирования, процедуры обработки данных, функциональные и информационные связи между компонентами;

- организационной, обеспечивающий рациональное распределение прав и ответственность персонала, установление определенного механизма стимулирования, создание эффективного «человека-машинного» взаимодействия в процессе управления производством.

- программной, обеспечивающей реализацию взаимосвязанного комплекса моделей, процедур и программ согласованного управления производством;

- информационной, обеспечивающей взаимодействие потоков информации на основе единой информационной базы и системы управления базы данных, а также на основе построения совместимых систем сбора и обработки информации;

- технической, обеспечивающей создание комплекса совместимых ЭВМ, средств автоматизации, сетей ЭВМ, реализующую интеграцию при распределенной обработке информации.

ИАСУ должна создаваться как комплексная система. Комплексность ИАСУ должна достигаться путем рационального распределения автоматизируемых функций и задач, направленных на достижение целей деятельности предприятия. Автоматизация решения комплексов взаимосвязанных задач должна быть направлена на основные функции управления, в составе которых: научно-техническое развитие предприятия, производства, повышение качества продукции, формирование и использование ресурсов, совершенствование организации производства и управления, социальное развитие коллектива и т.д.

Конечные цели функционирования ИАСУ не могут быть достигнуты при неизменных процедурах и алгоритмах управления, при изменяющихся организационно-экономических и технологических характеристиках объектов управления. Для осуществления необходимых изменений в процессе функционирования ИАСУ наличие свойства адаптивности. ГОСТ 34.003-90 [18] адаптивность определяет, как способность системы изменяться для сохранения своих эксплуатационных показателей в заданных приделах при изменении внешней среды. Адаптивное программное обеспечение ИАСУ должно включать программы, настраиваемые на изменение значения параметров выполняемых функций и условий решения комплексов задач. Адаптация программных средств обеспечивается использованием языков программирования высокого уровня, пакетов прикладных программ и средств автоматизации проектирования программ, разрабатываемых в соответствии с принципами структурного программирования.

Адаптивное информационное обеспечение ИАСУ должно строиться на основе единых баз данных, унифицированных систем документации, систем классификации и кодирования с учетом взаимодействия с системами уровней иерархии. Адаптивное организационное обеспечение должно строиться на принципах оперативного перераспределения функций персонала, использования организационных процедур управления с перекрытием функциональных обязанностей.

Для обеспечения работоспособности интегрированных автоматизированных систем управления используются средства коммуникации, которые служат основой для создания разнообразных сетевых вариантов автоматизированных информационных систем управления.